Живая наука – 2. Комиксы естествоиспытателя - страница 2

Раствор плюс емкость – ничто иное как пресловутая «квантовая система». Кто сказал, что она не может иметь макроскопические размеры? Взвешенные в растворе, сколько то изолированные друг от друга пылинки, имеют свой собственный спектр. И в пылинке А, и в подобном кластере В есть набор микрочастиц, имеющих одинаковые квантовые числа. Согласно принципу Паули, как мы его вправе понимать, пылинки должны разойтись на максимально возможное в данных условиях расстояние. Вектор их диффузии направлен в те области емкости, где кластеры изменят свой спектр так, чтобы не быть похожими на соседей.

Что это означает практически? Подогреваем «проявитель» до 80 С и заливаем прямоугольную емкость. Закрываем керамической плиткой. Ждем два часа, когда пылинки улягутся на дно. Смотрим. Как видно на фотографии 1, на дно емкости оседает некое подобие британского флага. Форма делится пополам вдоль и поперек и еще на четыре симметричные части по диагоналям. Это и есть стиль деления предмета линиями Ферми. Симметричные части дна покрываются кластерами, сколько то отличающимися квантовыми числами. Если уместен такой пример, так на одной орбитали атома удерживаются электроны с антипараллельными спинами. Но, вдруг за поведение танцующих в сиропе пылинок ответственны не таинственные Паули-поля, а банальные тепловые потоки? С начала прошлого века известны «ячейки Бенара» – похожие на соты шестиугольные структуры, возникающие в слое подогреваемого масла. То, что наблюдается в емкостях с проявителем, вовсе не похоже на конвективные потоки. Бюретка может иметь размеры 40 на 30 см. и более. Линии «флага» прямые. Конвективное круговое движение отсутствует. Взвесь «проявителя» без лишних движений занимает положенные участки. Тепло, как энергия, обеспечивающая направленную диффузию важно. Но, оно лишь помогает проявить действие поля, так же, как постукивание по листу картона вынуждает опилки выстраиваться вдоль магнитных линий.

2. Возьмем емкости 10 на 18 см, и соединим их сторонами (фотография 2). Зальем «проявителем» и оставим остывать под листом стекла. Что произойдет? Вариант 1. В каждой из емкостей вырастет собственный «флаг». Такой результат допускает мысль, что картина вызывается колебаниями жидкости, ее отражением от стенок, фокусом волн. Вариант 2. Создастся единая картина распределения частиц взвеси. Это означает, что стенка не препятствует взаимодействию. Тогда внутренние волны и конвективные потоки не при чем. Правильный ответ – 2. Совмещенные бюретки – единый объект с общей картиной Ферми-линий.